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化学反応の種類

化学反応とは、ある一連の物質 (反応物) を別の一連の物質 (生成物) に変換するプロセスまたは化学変化です。このプロセスでは、原子間の化学結合を壊して新しい結合を形成するため、反応物と生成物の両方で原子の数と種類が同じになります。化学変化は化学式で表されます。化学反応にはいくつかの種類があります。ここでは、化学反応の 4 つの主なタイプと、追加の重要な反応タイプを見ていきます。

化学反応の 4 つの主なタイプ

反応タイプには異なる名前があることに注意してください。化学反応の主な 4 種類は次のとおりです。

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  • 合成または結合反応
  • 分解または分析反応
  • 単一置換、単一置換、または置換反応
  • 二重置換、二重置換、またはメタセシス反応
  • ただし、他の多くの種類の反応があります。この表は、主な種類の化学反応の重要なポイントをまとめたものです:

    化合物は酸素と結合して酸化物を形成する。多くの場合、二酸化炭素と水が形成されます。
    反応のタイプ 一般的な反応 説明
    合成または組み合わせ A + B → AB 2 つ以上の元素または化合物が結合して 1 つの化合物を形成します。
    分解または分析 AB → A + B 複雑な分子は、より単純な分子に分解されます。
    置き換え、交換、または代用 A + BC → AC + B 化合物内で 1 つの要素が別の要素に置き換わります。
    二重置換、二重置換、またはメタセシス AB + CD → AD + CB 陽イオンと陰イオンの交換パートナー。
    燃焼 A + O2 → H2 O + CO2
    酸塩基または中和 酸 + 塩基 → 塩 + 水 酸と塩基が反応して、塩と水を形成します。
    降水量 A + 可溶性塩 B → 沈殿物 + 可溶性塩 C 可溶性塩の 2 つの溶液が反応して、不溶性塩 (沈殿物) を形成します。

    反応の種類を詳しく見て、例を見てみましょう:

    合成または直接結合反応

    合成、直接結合、または合成反応では、2 つ (またはそれ以上) の反応物が結合して、より複雑な生成物が形成されます。反応の一般的な形式は次のとおりです。

    A + B → AB

    合成反応の例は、鉄と硫黄を組み合わせて硫化鉄(II)を形成することです。

    8 Fe + S8 → 8フェス

    合成反応の他の例を次に示します:

    • 2 Na(s) + Cl2 (g) → 2 NaCl
    • C(s) + O2 (g) → CO2 (g)
    • S(s) + O2 (g) → SO2 (g)
    • 2 Fe(s) + O2 (g) → FeO2個
    • 2 SO2 + O2 → 2SO3
    • 6 C + 3 H2 → C6 H6
    • 4 Na + 2 C + 3 O2 → 2ナ2 CO3

    分解または分析反応

    化合物は、化学分解または分析反応で小さな破片に分解または分解します。反応の一般的な形式は次のとおりです。

    AB → A + B

    分解反応の例は、酸素と水素を形成する水の電気分解です。

    2 H2 O → 2H2 + O2

    分解反応のその他の例を次に示します:

    • CaCO3 → CaO + CO2
    • 2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2
    • 2 CO3 → ナ2 O + CO2

    単一置換、単一置換、または置換反応

    単一置換、単一置換、または置換反応は、1 つの要素が反応物から置換されて、別の要素と化合物を形成する場合です。反応は一般的な形をしています:

    A + BC → AC + B

    単一置換反応の例は、亜鉛が塩酸と結合して塩化亜鉛と水素を形成する場合です。亜鉛は、塩酸中の水素を置換または置換します。

    Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2

    二重置換、二重置換、またはメタセシス反応

    反応物の陽イオンと陰イオンが「パートナーを交換する」場合、その反応は二重置換、二重置換、またはメタセシス反応と呼ばれます。二重置換反応の一般的な形式は次のとおりです。

    AB + CD → AD + CB

    二重置換反応の例は、硝酸ナトリウムと塩化銀を生成する塩化ナトリウムと硝酸銀の反応です。

    NaCl(aq) + AgNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + AgCl(s)

    燃焼反応

    燃焼反応は、燃料と酸素の間で 1 つ以上の酸化物を形成する反応です。多くの燃料は炭素ベースであるため、二酸化炭素 (CO2 ) はしばしば製品です。時々水 (H2 O) は製品です。

    以下は、燃焼反応とその平衡方程式の例です:

    • C10 H8 + 12 O2 → 10 CO2 + 4 H2 ああ
    • H2 + O2 → 2 H2 ああ
    • C6 H12 O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2 ああ
    • 2 Fe2 S3 + 9 O2 → 2 Fe2 O3 + 6 SO2
    • 2アル2 S3 + 9 O2 → 2アル2 O3 + 6 SO2
    • P4 + 5 O2 → 2P2 O5

    酸塩基または中和反応

    酸塩基反応は、酸と塩基の間で起こる二重置換反応の一種です。酸の H イオンは、塩基の OH イオンと反応して、水とイオン塩を形成します。

    HA + BOH → H2 O + BA

    臭化水素酸 (HBr) と水酸化ナトリウムの反応は、酸塩基反応の一例です。

    HBr + NaOH → NaBr + H2 O

    酸化還元またはレドックス反応

    レドックスは還元と酸化の略です。 2 つのプロセスが一緒に発生します。このタイプの反応には、反応物間の電子移動と酸化数の変化が含まれます。例は、I2 の削減です。 I の生成と S2 の酸化 O3 (チオ硫酸アニオン) S4 を形成する O6 :

    2 S2 O3 (aq) + I2 (aq) → S4 O6 (aq) + 2 I(aq)

    異性化反応

    異性化反応では、化合物の構造配置が変更されますが、その正味の原子組成は同じままです。

    例:

    CH3 CH2 CH2 CH3 (n-ブタン) → CH3 CH(CH3 )CH3 (i-ブタン)

    加水分解反応

    加水分解反応は、1 つまたは複数の水分子が物質に付加される反応です。場合によっては、これにより物質と水分子の両方が分裂します。加水分解反応の一般的な形式は次のとおりです。

    X(aq) + H2 O(l) ↔ HX(aq) + OH(aq)

    逆の反応は縮合反応です。縮合反応では、物質から水が除去されます。

    化学反応には何種類ありますか?

    技術的には、数百または数千もの異なる種類の化学反応があります。ただし、化学の学生は通常、それらを4つの主要なタイプ、5つの主要なタイプ、または6つの主要なタイプに分類することを学びます.化学反応の 4 つの主要なタイプは、合成、分解、単一置換、および二重置換です。ただし、これらの反応に別の名前を使用する人もいます。他の重要なタイプの反応は、燃焼、酸塩基、および酸化還元反応です。多くの反応に特別な名前が付いている有機化学では、さらに複雑になります。ただし、これらの他のタイプの反応も、4 つの主なカテゴリのいずれかに当てはまります!

    化学反応ワークシートの種類

    このワークシートを使って、化学反応の 4 つの主なタイプを特定する練習をしてください。 PDF ワークシートと回答キーをダウンロードして印刷します。

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    参考文献

    • アトキンス、ピーター W.;フリオ・デ・パウラ (2006)。 物理化学 (第4版)。ワインハイム:Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31546-8.
    • IUPAC (1997)。 "化学反応"。 化学用語集 (第2版)(「ゴールドブック」)。 doi:10.1351/goldbook.C01033
    • マイヤーズ、リチャード (2009)。 化学の基礎 .グリーンウッド出版グループ. ISBN 978-0-313-31664-7.
    • ウィバーグ、エゴン。 Wiberg、Nils。ホールマン、アーノルド・フレデリック(2001)。 無機化学 .アカデミックプレス。 ISBN 978-0-12-352651-9。

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